去年底監察院新聞稿,糾舉國防部與海軍推動震海巡防艦決策搖擺,而非中科院開發延誤違失。(海軍提供)
海軍震海計畫的荒誕(三之一)
挑剔國產相位陣列雷達
劉先生 ※業餘軍事觀察者
日前媒體報導:「華陽」垂發系統+海弓三通過測評 這原因卻讓中科院嘔死了,內容主要涉及關於中斷的震海巡防艦專案,雖不免有中科院內藉此抱怨所受業主海軍對待,但回顧震海巡防艦歷來報導記錄與討論,所下評斷係業主海軍應擔負較多規劃處理責任,而非中科院。
更甚者,海軍從上個世紀70年代自為規劃取代當時陽字號驅逐艦的忠義計畫,到90年代末規劃成功級最後一艘田單號改為小型神盾艦,再到震海計畫皆虎頭蛇尾,固然當中有時空背景等因素,但更多在於規劃不當與不願承擔國造裝備發展一定風險,並導致海軍長期欠缺完整常規水面作戰艦規劃執行能量。
去年底監察院新聞稿,更糾舉國防部與海軍推動震海巡防艦決策搖擺,而非中科院開發延誤違失,倘監院針對震海調查有偏袒中科院或者顯非事實,就算是隔空喊話,國防部應發布新聞稿予以澄清,然而翻開國防部網頁,迄今都沒有對應回應,形同默認監院新聞之指責屬實,也表明2021前後中科院院長於國會針對震海巡防艦開發驗證進度之詢答並未說謊。
回顧當時震海相關報導記錄包括國會詢答,爭點探討如下與意見:
國產相位陣列雷達問題重重與面臨落伍?
按照包括監院與國會詢答資訊在內,確認當時中科院所開發為PESA被動相位陣列雷達,在歷來報導紀錄中,常見缺點包括該款被動相位陣列雷達體積過大與過重等,難以擺設在震海設計載台中。光這部分可見海軍缺失,一般都是載台配合裝備系統加以調整,極少要求系統裝備牽就既定載台規格,但海軍卻敢於國產系統裝備尚未完整充分驗測前便發包投入載台設計,爾後再要求開發單位按照已定案載台配置予以調整國產艦載相位陣列雷達,包括異動後端設備安裝位置這類無理方式,認流程管理顯有失當縱使當時傳論雷達整體架構已有落後。
而所謂雷達過大過重,有軍事記者報導稱整套雷達超過600公斤,讓人啞然失笑,只有600公斤雷達整套對於幾千噸的巡防艦載台應不會造成負擔,或者軍事記者筆誤應改為600噸誇張陳述;亦有軍事自媒體彙整記載,安裝於測試艦LCC-1的國產陣列雷達重量估計有20噸重,難以符合海軍對飛彈巡防艦規格要求。除估量數值南轅北轍且可能非設計團隊所透露而逕行任意估算外,弔詭的是,僅報出單一數值便得出過重定論,而非提及與哪款同級雷達還是其他方面進行對比獲得國產品設計笨重論定,顯有武斷。
為了進一步論究國產雷達體積與重量過重疑問,以軍事自媒體自認估計20噸為基準,對比國外相位陣列雷達看是否國產雷達未盡周延,所舉對比國外雷達即為神盾系統始祖,AN/SPY-1相位陣列雷達作為對比(如下):
上述截圖出1998年國外報告提及SPY-1雷達資訊,很清楚載明SPY-1A於甲板上方天線陣列每面大約6噸重,故4面大約近24噸,到了改進版本SPY-1B起每面天線陣列重量降低至約3.6噸,則4面大約近15噸。對照國產版本疑似目測噸位(既不客觀也不精準),可說雖不及SPY-1B陣列較輕重量,但仍優於SPY-1A,何況這是首座國產艦用相位陣列雷達開發,是否需如此苛責倘國產雷達陣列天線部分重量20噸者?或應秉持先求有再求好態度進行處理,而非妄圖一步到位而要與先進國家多年軍備開發技術比肩。
其次,國產艦用相位陣列是否體積過大,塞不進當時震海載台規格(大於載台寬度),可參以下google地圖衛星空照位於南部軍港的改裝測試艦,上方LCC-1所安裝國產相位陣列雷達如紅色框選處,雷達最寬處約莫在11公尺長,而LCC-1艦體寬度則約15.2公尺容納該陣列天線應屬有餘,何況震海當時載台設計寬度為16.8公尺下(按軍事自媒體圖片所載規格且比照基隆級驅逐艦寬度),殊難理解當時屢傳國產相位陣列雷達體積大擺不進當時震海載台這類標籤貶抑,或為了營造改用國外產品優先取向而多所挑剔無事生非?
測試艦LCC-1上國產相位陣列雷達工程/先導原型俯瞰。
從衛星空照下所量測國產艦用相位陣列雷達上部尺寸,經查找比對,發現頗為接近挪威南森級通用巡防艦上所安裝之輕量版神盾AN/SPY-1F雷達整體尺寸(如下全艦側視尺寸示意),圖中上方有一黑白相間之100公尺長度比例尺,每一黑或白色尺標代表10公尺長,則該比例尺下的南森艦艦橋後方上部陣列雷達寬度大致也在10公尺上下,與驗證之國產陣列雷達尺寸相去不遠,甚至南森級巡防艦之長寬與吃水尺寸分別為134m*16.8m*4.6m(不含安裝艦艏聲納等吃水尺寸),與當時震海載台長寬高尺寸138m*16.8m*4.5m幾乎完全相同,二艦僅有4公尺長度差異;則另一爭點羅生門在於,報傳海軍將震海的滿載排水噸位壓在4530噸無法增加,然而對比南森級巡防艦標準排水噸位約4100噸,滿載排水噸位5290噸,實難置信比南森級巡防艦略長的震海巡防艦滿載噸位僅有4530噸?故懷疑海軍當時藉由宣達鎖死噸位上限排除主要國產裝備安裝餘裕。
南森級巡防艦側視比例尺寸與篩出所搭載AN/SPY-1F PESA雷達大致尺寸。(作者提供)
再者,經由報傳與當時海軍高階參謀向國會議員說明提及國產所開發艦用相位陣列雷達為被動型PESA,較主動型AESA雷達已逐漸落伍,故打算以搭配AESA為重;其中落伍背後,包括傳出搭配國產雷達有個切換開關號稱全球僅有一家協力廠勉強生產,且按照海軍自以為是判斷(針對AESA相位陣列雷達發展趨勢),若執意行使震海打造與中科院所開發PESA雷達搭配,過幾年後該協力廠可能因此開關總成數量驟減讓產線維持不易,最終停產成為消失性商源。
首先懷疑這種說法,其目的只為排除國產研製成果,這類適用PESA相位陣列雷達的切換開關不會是第一天才產出,應多半是國外同類型雷達搭配總成之一,且身處製造業經驗絕不會只讓單一供應商協力廠把持公司所需原物料貨源原則,定會尋求二家以上供應商搭配,故若這是關鍵總成,按照好比美方做法,不太可能讓單獨一家協力業者掌控,定是扶持第二家協力商交互輪替競逐供應,猶如普惠與GE發動機般同時搭配在F-16各生產批次,避免到時僅有一家掌握重要零組件拿翹擺爛時對它沒轍。
當時相關報導另一個不支持國產艦用相位陣列雷達原因在於後勤,美軍與盟國所使用的AN/SPY-1 PESA雷達家族所需那只關鍵開關,美軍都有計劃性供應保障在內, 但中科院沒有這類確保云云。其不合理在於,當時中科院正處於協助籌獲原型艦次系統發展階段,多半也只能採購這些套件1-2套搭配自研雷達驗證,連量產階段都還沒排入,故在原型裝備籌獲階段拿去跟已經成熟量產,包括外銷所需的計畫保障相提並論,立足點極端不平等,要對照也該是站在同為接近量產階段,海軍若持這種心態,讓人覺得匪夷所思。
其二、上述報導論及美軍等對包括盟國在內售出神盾PESA關鍵組件有後勤保障;反觀國造PESA相位陣列雷達搭配關鍵總成預期,因雷達本體數年後過時,以及傳全球僅有一家生產該總成,恐日後面臨停產憂慮無法取得如同美軍般維持,讀來形同二相矛盾,因若該總成這獨門生意確實僅有一家提供,則必為美軍與盟軍神盾PESA後勤供應所需業者,理論業者會與美軍簽有長期供應該總成契約,若該總成為定期消耗品者,既屬長期供應,斷無可能於數年後旋即走向停產關產線!報載傳出這類資訊以為無非海軍多方否定國造產品,何況若海軍等對於這類技術發展預測有這樣神準,就不會讓監院糾舉海軍提出需求PESA與AESA特性二者分不清!
故中科院發展的艦用相位陣列雷達之於海軍關注上不在於效能發揮(若效能低落,按照軍事記者挖新聞天性,定會傳出包括雷達偵蒐距離不到300公里等具體功能不達標之負面表列),而是傳出嫌重量嫌零組件供應等憂慮(為不想採用國產裝備系統找各種理由)等, 這習性頗像去年底傳出開發之105砲車所需功能皆通過測評,但其他單位仍在可能未列入評比項目找碴甚而幾乎全盤否定, 再說若要有計畫保障,數量列出便可與供應商洽談後續供應維持,按照當時震海案傳出打造最多15-19艘取代包括濟陽成功級等,如此便有對應數十套切換開關需求,而不是當時連震海原型艦到量產型都還沒啟動實質打造進展, 就直接判死刑。
則海軍不採用國產PESA等,在個人看來就只為了找藉口,同為PESA雷達SPY-1的出口版本中,包括日本、韓國、西班牙、澳洲、挪威皆有採用,例如日本最新的摩耶級驅逐艦便採用AN/SPY-1D(V),還在2020年起陸續服役,整體服役期限至少30年,PESA斷無可能短期內落伍!何況空軍現役弓三與愛國者防空飛彈搭配雷達主要都還是以PESA為主,包括機動相位陣列雷達車。
退步談,採用PESA相位陣列雷達的柏克級I、II等批次起碼還有10多年服役壽期(前提為美國造船維修業等產能短缺近期能夠解決,則前述服役期限方不再遞延而由新艦搭配AESA取代),即便IIA批次30多艘從原本的PESA逐步換裝為AESA雷達也要耗費數十年,故美軍艦用PESA雷達仍要經世至少數十年起。但自家海軍高層卻敢於鐵口預測不消幾年後艦用PESA相位陣列雷達必走向落伍,而零組件供應也有逐步停產可能,斷然認定國產PESA到2027時也會出問題如未爆彈般,可堪半仙。
既然海軍對本國軍研配置常規水面作戰艦之首代裝備前景如此深謀遠慮,且未雨綢繆欲趨吉(當時打算尋求外來AESA產品)避凶(拒絕自家PESA預作超前部署), 則難以解釋何以同為海軍裝備武器之一的標準一型飛彈,就敢於放到原廠2020後不再提供全球後勤支援猶如消失性商源般,導致標一妥善逐漸受損而有害成功級等防空戰力發揮整整三年以上,卻不是同樣未雨綢繆趕在原廠停止支援前,便換裝其他不具消失性商源的防空飛彈類型與配套,海軍看事情若能一致性考量當然沒話講,但這二個裝備的海軍處理方式在個人看來南轅北轍,說不過去!
因而以為,若當時能先把基本七、八十分水準之國造PESA相位陣列雷達(按所有相關報導從未提及雷達效能有重大問題且按院長詢答通過測評)持續投資部署,以及放寬載台承載噸位包括因應日後潛在升級餘裕等進行打造,原本預期今年年底前震海原型艦也是首艘國造中型通用巡防艦可下水接著艤裝驗證,或有可能於2026年初震海艦投入服役,緊接著量產秉持先求有,後面持續精進,待首批次連同原型艦數艘服役數十年後升級AESA等換裝(中壽不升級毫無道理),而非捨棄數年研製投入,卻換成當下降規打造且尚處於準備安放艦體龍骨階段而已。
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日前美國政府問責署GAO發布關於星座級巡防艦交付延宕報告,指出海軍巡防艦不穩定設計導致施工陷入停滯與延宕交付時間。(美軍FFG(X)軍艦圖片取自美國海軍官網)
海軍震海計畫的荒誕(三之二)
國造戰鬥管理系統開發爭議
劉先生 ※業餘軍事觀察者
(承上)當時傳出另一個爭點在於搭配國造相位陣列雷達的迅聯戰鬥管理系統效能不如預期,甚至近日報導現況結案,若報導為真,則可能是未來外購之門變得相對寬敞,讓國造系統可有可無,然而嚴格說來,就此結案非常糟糕,白白浪費超過50億開發經費,且以為海軍心態詭異,整個需求區劃毫無章法可言,若海軍自認有把握無論當時國際情勢如何艱困,大可水面常規作戰艦重大系統全部堅持外購捨棄自研,不管花多久時間取得;而國造海用系統則僅限火力支援與部分後勤艦打造,即重要性較低艦款上二路並行,故根本不需要投資開發包括常規作戰艦用相位陣列雷達與迅聯戰鬥系統進化版(用於包括巡防艦﹚,則在進一步討論迅聯發展遭遇海軍對待時,仍先以美軍神盾戰鬥系統發展時序對照,下圖為神盾戰鬥系統發展歷程:
從1969年售予開發神盾系統原型合約開始,經過3年打造,1年岸上驗證,完成後搬到測試艦艤裝並海上驗證(測試艦USS Norton Sound原先為二戰時期打造之水上飛機支援艦,速度最快近20節,戰後改裝為飛彈發射平台,此改裝測試艦最終退役後拖至台灣拆解),經歷先後8年左右海上驗測後(從初期僅安裝為取得偵蒐效果雷達原型,效果達標後再到換裝包括具備接戰能力之整套系統工程原型進行整合測試,尚不計同時在地面測試站台進行驗測之配套原型),方才正式安裝在首艘具備神盾系統的堤康德羅加級巡洋艦(上述截圖所載首艘神盾艦名稱有誤,應為堤康堤康德羅加號,非第二艘約克鎮號)。
換言之,整套神盾系統從開發到可以基本上艦投入運轉服役,先後經歷至少13到14年的開發驗證歷程(應不含概念發展期間),則或相當落在CSIS智庫所發表,美軍武器籌獲週期改革專文對於武器平台籌獲類型統計裡,類似下截圖附表中C4I系統最長籌獲時間約18.7年內,且從該表整理可清楚知悉,各項武器載具除軍規車輛籌獲時間最短平均低於5年以下,其他武器類型實質開發到可部署之籌獲時間平均皆超過6年以上,故一套全新武器系統平台要能投入佈署,開發到驗證通過5到10年以上週期皆屬稀鬆平常。
反觀軍方對國造武器次系統開發籌獲看來,不分難易度最好5年開發包括驗證基本過關後就可供部署,否則不免走入現況結案之猴急心態,以及因結案中斷所需技術發展造成一切歸零戲碼不斷上演。
美軍武器類型籌獲週期統計。(截圖取自CSIS專文:週期時間與週期籌獲改革)
是以,震海計畫所需搭配包括迅聯戰鬥管理系統與相位陣列雷達發展,按照軍事自媒體彙整,2015年正式啟動並依五年兵力整建計畫僅對應設定5個年度,含括初期作戰測評(Initial Operation Test and Evaluation,IOT&E)時間在內投入開發,便於後續打造原型艦,以為海軍裝備籌獲需求只想相對速成讓人搖頭,相關測評僅排定1到2年時間,便要依初步測評結果決定是否執行全艦籌獲,無法理解海軍對此專案執行投資五年就認定該有所成足堪投入運轉?而不計海上各種環境變因較陸上複雜,驗證時程應拉長,以便於將所開發系統在海上各種條件下充分應對調整到可供實質運作最佳化,或是否因該案預算限制只編列一筆五年基期開發而非分階段投資妄圖畢其功於一役?
現實似也如此,迅聯專案於2019到2020年(原本只到2019因MK41延宕獲得而遞延一年完成驗測﹚驗證,2021年尚有補測按照軍事自媒體彙整,大致完成針對震海計畫之開發與初期測評後,便再無聽聞後續的第二階段投資改進包括預算編列基於海軍不滿意,導致後續改善或僅能以克勤克儉方式處理讓改進幅度牛步,且當時海軍還在各系統整合與初期測評尚未執行並確認最終系統規模前,便於2018年完成原型艦載台設計,讓所開發之國造系統被迫遷就既成載台噸位設計,甚至還傳出要依既定載台有限空間挪移系統部分配置到其他部位艙間,讓中科院額外衍生不必要工作且試挪移後運轉成效也不佳,形同削足適履整個專案處理作業毫無章法,與國造潛艦相對嚴謹處理方式大相逕庭,又因勤儉建軍操作讓原規劃提供1艘一級艦作為測試國造海用系統並未落實,海軍僅提撥並非合適之二戰打造的戰車登陸艦作為測試平台,所帶來苦果後續提及,加上外購整合驗測用MK41垂發模組到貨延宕,直到2019年後方安裝各項系統於測試平台開始進行海上驗測。
接續便傳出迅聯系統驗證測試不盡順利等消息,主要包括海軍認為整合性不足,系統軟體(含演算﹚設計能否達成整合追蹤威脅評估等能力頗有疑慮,且不該再以傳統方式讓各別系統獨立感知後經人工比對再透過口頭傳達戰鬥命令讓武器裝備執行,但中科院始終未向海軍說明清楚云云。以為前述海軍疑慮頗讓人莫名,在於這類整合到軟體設計成效發揮只要透過驗測就能確認有效性可靠性到哪與達標程度,不是靠中科院對海軍說明解釋清楚好比演算法,除非海軍也要參予相關軟體開發編寫。
且針對震海計畫的迅聯系統開發到整合,於專案啟動時海軍與中科院雙方應有密集討論確認取向,且應經過海軍確認才投入設計開發,萬不該於後續再稱中科院並未對海軍解釋清楚,這種對媒體放風向指責中科院,毫無道理。就戰鬥管理系統軟體開發,可參考下圖為韓國業者協助韓國驅逐艦KDX計畫的戰鬥系統KDCOM(Korean Destroyer Combat System﹚發展流程,橫軸大致由系統定義設計、電腦程式系統定義設計、開發測試再到整合測試階段;縱軸從所屬首階段的作戰要求定義逐層展開,中間包括搭配硬體發展採購,再到自基本單元測試乃至全套作戰測試等,即最終皆由測試結果決定,故由韓版流程端看迅聯系統發展,殊難理解業主疑慮中科院軟體等能力能否達成震海計畫目標,卻不以測試結果為依歸之詭異心態。
事實上,迅聯戰鬥管理系統第一個載台應用即為沱江級巡邏艦,加上所搭配各項武裝感測系統,猶如飛彈快艇級別裝上巡防艦規配武器,必然需要滿足一定程度追蹤整合威脅評估等指管能力,絕非基本追蹤等能量付之闕如下放任武器胡亂投射,何況沱江級量產迄今,在debug多時下,目前皆未曾聽聞沱江級艦上系統整合等產生重大問題或顯有缺失,因此迅聯系統基礎發展上應有相當成果才是,反而到了震海計畫接續發展卻傳出樣樣不行如此天差地別。
此外,從監院去年底調查報告新聞稿載明,所謂海軍屢次表示迅聯系統不完備,但實際調查後發現相關功能自始並未列入迅聯系統開發範疇,具體所指為何,可由立院歷屆詢答逐字稿(時間約2021)可見,即包括中科院長回應反潛聲納與電戰系統自始並未列入「委託」整合,故關鍵問題在於震海計畫所需整合之電戰與反潛功能皆欠缺下,海軍卻將自始除外整合項目之迅聯戰鬥系統後續成果認為不完整?!
不確定當初是因開發預算有限,未列入電戰與反潛聲納進行整合,或者陰謀論海軍當時故意留下這二個坑作為日後訴求國造系統整合不完善改採外購藉口?當然,理論上應不會如此挖坑才是,然而事實攤在眼下,專為震海計畫包括迅聯系統開發那幾年,從未透過媒體傳出海軍要購買更好電戰系統與拖曳聲納等進行先期驗證,並與迅聯整合串接(用在沱江級原型艦上的迅聯系統還串有包括反潛聲納/魚雷還有國造電戰裝備),而中科院自身電戰系統發展海用部分,目前實績僅達Electronic Support Measure,ESM與僅供自衛之有限干擾能力。是以,若需求單位並未採納國造既有電戰系統又並未要求或委託,作為任務型(有具體建案與資源供應才會執行)的中科院自然也不會予以納入開發。
糟糕在即便先行採購如拖曳聲納進行整合驗測,也無處可裝配,原因在於並非合適卻作為測試艦平台的戰車登陸艦LCC-1單邊船底部位(另一邊為開口原本供戰車搶灘出入)並不具備可容納拖曳聲納系統之空間艙位,自然買了聲納也無處可裝,無從整合下當然東缺西漏,背後顯現在於業主海軍等因陋就簡只為省錢,不肯老實提撥現役巡防艦協助測試或預算打造專屬裝備測試艦,讓整合成效打折扣,連美國海軍都還撥用史普魯恩斯級(基隆級防空驅逐艦的前級)退役驅逐艦EDD-964做為專門測試艦(USS Paul F. Foster),更別提自家海軍迄今為止沒有像樣的岸基測試站台/中心用於國造或外購裝備系統驗證。在並未提供其他外購裝備納入整合下,後面再放給媒體質疑中科院開發整合能力有問題,不啻另類不教而殺謂之虐。
海軍專案中途變更管理 無擔當
根據監院新聞稿,海軍曾於2017向中科院提出AESA雷達需求規格,但經調查發現,所提規格與迅聯PESA雷達無異,無法判定為AESA雷達之需求開發等。讓中科院視為既有需求繼續投入研製,然而嚴格說來,海軍對AESA與PESA雷達之基本差異會完全毫無認識堪謂奇觀,不論述該等雷達內在細節,大致AESA與PESA雷達基本差別主要如下圖(PESA VS AESA雷達對比示意圖,圖片取自網路):
根據上圖,二者差異在於AESA雷達之每個天線元件皆搭配專屬收發模組;而PESA雷達之所有天線元件共用單一收發模組,僅此差別恐在研製成本上造成顯著差異,遑論AESA雷達因耗電多且發熱高,故需要搭配更多的冷卻機制與電力形同增加成本。換言之,當年編列近70億台幣的開發預算主要應以PESA架構為標的,即便2017年海軍要求改為開發AESA雷達,然而開發預算已支用二年以上,這中途需求變更必然牽動整個開發專案範疇,連帶影響開發成本與所需時程。從軍事自媒體紀錄裡,看來當時海軍為此需求變更並未與中科院協商後續調整配套好比追加預算、展延發展時程或其他補償方式,僅憑我海軍想改就改,其他開發時程不得遞延等一付業主我最大感。
帶入專案管理一些觀念,「變更」多為專案常態,例如執行過程中客觀環境條件有所變化,讓最初所定專案目標經評估可能難符合日後趨勢演變因而需要調整變化。從軍事自媒體紀錄裡亦提及於包括迅聯計畫開發啟動同時,海軍多次探求國外軍工業者介紹簡報瞭解國外同級戰鬥系統等發展趨勢,因而有可能於中途修改對於震海計畫中迅聯與雷達要求,導致日後海軍與中科院在震海計畫執行成效與認知流於各說各話。認除非修改變更發生在專案執行起始或尚能逼迫開發單位依當時簽訂合約金額內配合辦理,然而執行到中途才修改需求規格且投入費用可能也耗用近半下,一般有良心業主大多自知理虧,多半會在時間展延與費用上提供相應補償。
換言之,以為海軍不可能不知道中途修改會導致的研製進度影響,猜測中科院應有粗估針對修改所需規格對應的配套,包括所需展延時間、變更之工程原型搭配零組件總成與修改追加費用等給予海軍參考,而站在雙贏局面,倘若海軍暫無預算,大可於承諾日後包括量產時再予以攤回中科院額外投入,然而最壞處理,料想海軍會採「三不作為」,即不同意給予修改規格所需額外預算,也沒打算為此修改展延時間,大概也沒承諾讓中科院於日後量產預算投入時攤回最初因應修改規格之自掏腰包(若中科院有些許結餘可投入者)。
推論海軍恐難提供針對修改規格所需資源給中科院主要在於預算部分,因迅聯案相關預算額度核定皆經國會審議,海軍應有對國會提出承諾,國會對於裝備技術差別不盡理解實屬平常,但對於達成時間督考與追加預算定有所感,何況此案並非如一般造艦時因載台預算過低,造船業者無利可圖拒絕投入流標下而上調追加預算,此等修改需求若要因此追加預算,除必遭國會質疑外,部內也難認可因國防預算每年增幅有限,軍種兵科大家都有各自需求要排入搶預算。
海軍最糟作法,依監院新聞稿所載推論當時應僅提出需求變更名目,內容如Statement of Work仍比照PESA雷達需求界定,並未提供修改為AESA等規格之要求細節等,避免留下證明讓中科院在國會審查執行進度時,訴以海軍要求變更但未提供額外變更所需預算(因修改內容與原本委託無異,則無從要求提供修改預算﹚等留下具體相罵本,也可免除國會屆時追責與當初承諾如按時完成不符,苦果則是中科院在所謂變更要求與原本委託無異下持續研製,後面再被海軍否定功能不完備現況結案,即便通過作戰測評,耗費五年實質投入研製且並非測評後效能低落卻最終捨棄,不把民脂民膏當回事不說,再次證明海軍的時間成本觀念低落白白浪費五年以上。
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日本最新的摩耶級驅逐艦採用AN/SPY-1D(V),在2020年起陸續服役,整體服役期限至少30年。(維基百科)
海軍震海計畫的荒誕(三之三)
──降規打造輕巡艦隱憂
劉先生 ※業餘軍事觀察者
(承上)從監院提出糾正新聞稿中,提及應對震海計畫之迅聯戰系通過作戰測評卻結案處置,不僅令人搖頭,於後續論述前,先行概括介紹美軍之主要武器系統籌獲進程如下圖:
按上圖,根據用戶需求確認(所需某款武器系統規劃專案﹚後,便依開發決議啟動籌獲進程共分三大環節:
1. 第一環節為系統籌獲先期──主要概分為解決方案分析(Material Solution Analysis,MSA﹚到技術成熟度與風險降低(Technology Maturation & Risk Reduction,TMRR﹚二階段,解決方案分析(MSA﹚用以評估籌獲該款武器系統所需能力之潛在解決方案含替代方案分析(Analysis of Alternatives,AOA)。完成並審查確認後即相當於圖中淺藍小圓框標示之里程碑A達標,接著進入技術成熟度與風險降低(TMRR﹚,於此階段之目的為降低包括工程、技術、整合乃至生命周期成本風險,用以確保專案準備好進入下一環節即系統籌獲;於此階段包括初步設計審查(Preliminary Design Review,PDR﹚與用於談判籌獲包括向潛在國防承包商傳遞國防部要求之建議書徵求(Requests for Proposals,RFP﹚,最終構成所謂籌獲規劃基線(Acquisition Program Baseline,APB﹚決議,確認該等專案發展全部生命週期之關鍵成本、進度與性能目標門檻等即達到圖中小圓框標示之里程碑B後,以便接續與國防承包商簽署工程製造發展(Engineering and Manufacturing Development,EMD﹚合約,應相當於軍方與中科院所簽署之委製開發協議;
2. 第二環節系統籌獲,概分為工程與製造發展EMD,與生產部署(Production & Deployment,PD﹚二階段。EMD為國防承包商被賦予EMD合約後正式執行設計與開發,目標包括系統開發含所需功能、建構完整系統整合、發展可負擔與執行之製造流程等,並在進入PD階段前進行開發測試評估(Developmental Testing Operational Assessment/Evaluation﹚。完成確認後於投產前便要通過初期作戰測評(IOT&E如圖中紅色框選﹚,用以在低速生產(Low Rate Production﹚決策下生產少量先導原型,進行驗證所開發武器系統能在(模擬﹚作戰環境有效運作、存活能力且能發揮用戶預期目標,也就是確認能否達到初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC﹚進而決定是否准予批次量產即Full Rate Production,FRP。
3. 第三環節為運作維持,也就是投入量產部署後,需求軍隊負責接收運轉所開發武器系統之單位皆能充分完整使用與維護所開發武器系統,直至設定使用壽限終結。
上述三大環節有非常繁複的作業流程管控、軟硬體等差別籌獲模式、甚至對應文件與規範要求等,在此不贅述也並非本投書細部探討,但所要表達係軍方武器系統籌獲仍以美系為大宗之傳統來看,也該參考過美軍武器系統籌獲歷程作法。然而如前述海軍在震海籌獲進程,即相當於系統籌獲環結下的EMD階段執行二年後,才提出針對包括開發AESA等需求變更,可堪大翻盤,還空有變更名目,內容卻與原本開發內容無異的操作,又不願提供其他配套妥協予中科院,加上EMD期間內便完成載台設計這等奇耙處理。
相較美軍而言,船艦載台籌獲多為確認預期所搭載技術更為成熟並經背書後,即相當於準備投入系統籌獲環節,才會正式宣告啟動載台計畫,除非載台等帶有相當實驗性質,如LCS濱海戰鬥艦專案,則獲准於較早期即TMRR階段下同時進行載台設計與技術發展評估(也因此造成LCS開發災難,當然不僅設計有狀況,還有不斷調整開發需求導致成本大幅攀升,自冷戰結束後美軍針對當時態勢開發新款裝備之籌獲上,不時遭遇相當挫折)。反觀震海當時載台尺寸與規劃特性應皆非實驗性質,海軍卻很敢於次系統還在工程原型開發階段就發包跑完設計毫無猶豫!
如本投書上篇提及美國海軍的神盾系統開發,也是進行驗測確認初步成效後,方才啟動裝載神盾系統的堤康巡洋艦打造計畫,因而懷疑震海案中途變更所依據之MSA乃至TMRR這些處置,可能都沒有徹底重新跑過方確認變更規格可行,猶如監院新聞稿提及海軍在技術準備便(Technology Readiness Levels,TRL)評估不確實般,後續按照原本開發通過初期測評又不認可,更沒打算投入全艦系統之最終籌獲態度反覆,浪費資源與時間還落得最後什麼都沒有。
降規打造輕巡艦執行隱憂
震海案之飛彈巡防艦籌獲作業在2021年底終止後,為了避免200多億配套預算繳回而於2022推出較震海巡防艦噸位少近一半的輕巡艦,直接轉用震海預算且拆成防空與反潛構型各一艘原型艦規劃,並於去年底與今年初分別開工,然執行到現在幾個隱憂:
首先關鍵次系統如在震海案嫌棄國造PESA雷達落伍,改成輕巡艦卻跑去外購擁抱自認快過時的PESA雷達?!就算該款國外雷達有國外實績,這選擇本身就是很瞎之事兼自打嘴巴,且帳面上3D AESA旋轉雷達比方義大利李奧納多集團也不是沒有開發,單就執著AESA的海軍而言也基於海軍為義大利艦用火炮常客之一,大可於輕巡艦上採購義大利AESA產品進行組配驗測,例如旗下kronos grand naval雷達,何況海軍高階參謀當時於國會回應新造載台一用40年則最好搭配系統能同樣直達頂規企圖,實際執行卻甘願選擇快過時裝備難道準備落伍40年?
其次,本案雖是包括應對敵方灰色襲擾下亡羊補牢而拆成二艘輕巡艦規劃,令人搖頭在於,輕巡艦規劃還是透過敵人幫我方檢驗建軍務實程度與發現問題才改弦更張而非及早因應,故圖打造較目前海軍一級艦體要小的常規水面艦兼顧跟監作業等較低維持成本開支,然而直接沿用震海預算分配造成單艦預算不足,導致艦體搭配裝備總是短少一些,例如,防空型沒有艦艏聲納,對於發現水下威脅或有影響,日後即便量產型才導入,也是需要花時間整合與確認效果,勢必多少影響量產首艦投入服役時間,可能連帶延緩後續量產艦開工因得確認如增加艦艏聲納效果;以及按目前資訊並未提及輕巡艦於低速時的機動性控制是否增設艦艏推進器(bow thruster﹚等。
此外諸多軍事迷樂見輕巡艦是採國外協助設計,特別是與本國海軍頗有淵源的吉布斯考克斯Gibbs & Cox業者(成功級/派里巡防艦原始設計方),原本也秉持此想,即便日前軍事記者報導:海軍啟動新一代飛彈巡防艦計劃 赴美評估採購AN/SPY-7相列雷達,提及因輕巡艦未精算武器系統裝備大小與重量,故雖已動工打造,但艦內空間仍在修改,形同邊設計邊打造。一開始直觀認為不可能有此狀況,蓋裝備包括配置所需空間承載,沒有先精算與取得完整資訊便投入打造必然影響到艦體鋼板材料等購置數量與金額支出,即若細部設計不先確認統計,則材料購置上難以相對精確,僅依大概數額採購但實際用量不多,如同堆壓庫存成本;反之倘採購量少而實際用量多導致不足時,追加採購恐成本未必低於首次購置原物材料,以為對於得標輕巡艦之民營船廠而言,就算不追求此案在原型艦打造有基本利潤,至少也要不賠本,故對此報導陳述不以為然。
然而日前美國政府問責署GAO發布關於星座級巡防艦交付延宕報告標題:海軍巡防艦不穩定設計導致施工陷入停滯與延宕交付時間(GAO報告全文),指稱首艦打造延宕主因包括邊設計邊打造、改太多,與原本載台構型通用度低於二成,及過重、部分次系統先期驗證不充分或者沒有列入驗測恐於全艦完成下水時產生狀況還有船廠/國防承包商問題等。看到上述不僅有些擔憂,一來星座級設計Gibbs & Cox也有參與,甚而媒體也陳述輕巡艦設計相當參考星座級,則打造延宕惡夢是否複製,按國內軍事youtuber探詢,得標船廠回應,稱已逐步上軌道,看來應能按交期如實完成避免遭罰,但幾個自認潛在問題點如下,希望最終這些問題都不會發生:
首先輕巡艦所採設計依歸,並沒有其他具體實績佐證,也就是完整艦體系統獲得其他國家採用打造,台灣輕巡艦則是第一家也是唯一採用Gibbs & Cox協助之設計方案,要說白老鼠亦不為過,也難堪稱海軍偏好的成熟方案;相較上個世紀國造成功級,至少引進國產化還是基於當時派里級已在美海軍與其他國家大量服役實蹟為基礎,故即便Gibbs & Cox早先也曾將輕巡艦的第二構型放大版AUSLF(Australian Light Frigate﹚投入澳洲下代水面艦的二級艦打算競逐, 但就瞭解,澳洲仍偏好已投入量產且具服役實績的日、韓、德及西班牙四國中型巡防艦進行後續評估篩選,還未曾投產服役之美系AUSLF方案並未考慮,則輕巡艦在前無古人後無來者下,恐有後續挑戰。
蓋打造組裝完成一回事,艦體搭載多國裝備次系統整合效能如何又是另一回事,推測海軍在擇定輕巡艦系統搭配上,若按上述籌獲進程,基本上應已評估過成熟度等,特別是多數關鍵外購系統的服役經驗,只是在確認系統應成熟可行而要進入正式的系統籌獲環節,理應先將這些次系統購入組配在測試艦上先期驗證,確認可達到初步效果後再進行原型全艦籌獲打造,理由在於許多外購次系統雖有服役實證,但皆為他國船艦經驗,並非於本國全新設計載台上旋即取得相同成效,且這些外購次系統也是海軍首次採用並引進後組配整合國造武器 ,主要包括英製雷達、美加戰系與拖曳聲納、國產防空反艦飛彈、全新動力推進組合等,若能先行通過測試艦上測評後再量產全艦,對於後續加速汰換濟陽級有助益,然而海軍應不願再拖下去(也是自己在震海案執行不當差點進退維谷)避免包括全艦預算遭要求繳回,還有前述提及唯一非適格測試艦無法滿足多型裝備系統測試等因素下,採直接發包開造,沒有先期購入驗測這些次系統整合成效可到哪,則認有些風險。
任舉號稱輕巡艦參考過星座級,按中文維基,輕巡艦推進系統中採用與星座級相同的奇異LM2500+G4燃氣渦輪引擎、相同數量電推馬達,雖未提及好比星座級規配中所搭配柴油引擎等數量組合,但星座級推進系統標明為CODLAG(Combined diesel-electric and gas柴電燃氣聯合動力)下,則輕巡艦之推進動力方式應比照星座級同樣採用CODLAG(示意如下圖)。
故CODLAG系統除燃氣渦輪與電推馬達外,輕巡艦應同樣組配4套柴油發電機與減速齒輪組等。而美國政府問責署GAO同樣警告星座級所採CODLAG推進系統尚未經過充分驗證,且因該系統也是美海軍首次採用,未經驗證便進入打造組裝將面臨高度風險,美國海軍僅對該推進系統中之LM2500引擎最具經驗,GAO認為星座級趁此打造延宕時期,應盡速安排完成該推進系統之陸上驗證,以降低屆時首艦交付與出海後才發生問題之風險,而非在目前測試計劃省略該推進系統等驗證。則輕巡艦若確採CODLAG推進系統,恐面臨相同問題,而海軍與得標船廠應未有過此類推進系統使用經驗,又未經先期驗證恐留下日後隱患,重演猶如上個世紀龍江級飛彈快艇動力推進系統CODAG(Combined diesel and gas,柴燃聯合動力﹚問題導致投產終止。
另一個衍生問題在於,發現採用CODLAG的軍艦類型不多,何況美國海軍還是首次採用,輕巡艦看來應也照單全收,反而基於CODLAG之變體:CODLOG(Combined diesel-electric or gas,柴電燃氣交替動力,外文簡稱亦名CODELOG)獲選採用的他國軍艦類型日益增加,包括歐洲、澳洲、加拿大與韓國等,除大型巡防艦(TYPE 26、Hunter級等)外,不乏中型以下即類似於輕巡艦的各型通用巡防艦(韓國大邱級、忠南級等),日後CODLOG所佔國際市場比重將高於CODLAG,顯見CODLOG有其競爭優勢,就瞭解其中一優勢在於即便較多搭配MT30燃氣渦輪引擎其體積大於GE LM2500引擎,故需要較多艦體空間容納,以及採購前期成本高於CODLAG所組配之GE LM2500引擎,然而運轉維護生命週期到結束所需汰換零件數量與費用低於維護GE LM2500引擎成本,因而讓各國海軍近年前仆後繼選用CODLOG作為各式常規水面艦之推進系統,故跟著星座級採用CODLAG對海軍新代巡防艦發展真是好事?
事實上,若依GAO針對星座級問責報告第23頁列舉搭載關鍵系統之開發與整合風險評估摘要思維,同樣可藉以評估輕巡艦所搭載幾個已知系統面臨之整合風險如下表:
是以輕巡艦搭配多數系統當前作法之代價恐仍得透過原型艦耗時漫長時間驗測與調校改善,才能決定後續量產版本定型設計與投產,連帶拖累汰換老朽紀陽級恐得服役至2035後才能全數退役,讓服役該艦官兵安危風險驟增,以及卡住該級龐大人力難以靈活轉用(曾投書提過濟陽級每艘配置人員數量相當於現行6000噸以上的大型巡防/驅逐艦人力配置﹚,也讓測試艦LCC-1原本應肩負起規劃裝備先期驗證功能形同做半套,更無助加速輕巡艦量產。
相較海上自衛隊標排噸位近4000噸之最上級巡防艦打造能做到幾乎每年開工2艘之量產速度,且並未先打造首艘原型艦進行漫長除蟲調校才決定量產,在於包括將所要搭載之最新裝備武器系統先在SE 6102飛鳥號專門測試艦進行驗測,確認效果後方才認可搭配並直接量產,各艦還能在舉行下水儀式後的14到18個月內完成裝備艤裝到投入服役,平均每艘從開工到服役投入成軍只花2.5到3年完成,前幾艘還經過2020年爆發的疫情影響尚能有此效率,可見日本造艦管理水準;反觀這些年來海軍主持各型常規水面艦打造投產做法不見優化,加上預算不足與優先順位考量,讓老舊艦艇定期新陳代謝汰換上極為不利。
小結
接下來海軍尚有6500噸級水面作戰艦規劃要啟動,目前海軍僅徵詢設計部分需求,然而若依星座級目前遭遇狀況與日後搭配裝備系統差異,星座級設計恐非國造6500噸設計最佳參考model依據,特別是海軍應已決定大量採用國外次系統走與輕巡艦類似路線,然而在許多國外次系統恐非本國有過運轉維護經驗下,設計打造前充分先期驗測有其必要,以降低原型艦整合到量產風險。不過,海軍應仍會按其認為可行方式行使所需裝備籌獲,而優化進程應非首要,則現有各型主力水面艦汰換週期上演一甲子以上將為常態,且不時落後其他先進國家海軍裝備一到二個世代外,更為已開發國家海軍裡的裝備維運奇觀!
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